Temperatursensoren

Verwendung von Temperatursensoren

Temperatursensoren werden zur Messung der Temperatur verwendet. In Verbindung mit einem Temperaturregler kann somit die Temperatur von Gasen oder Flüssigkeiten überwacht und geregelt werden. Die Fühler sind in den Varianten Widerstandsthermometer und Thermoelemente verfügbar und wandeln die Temperatur in ein messbares Signal. Die gängigsten Messverfahren erfolgen über einen elektrischen Widerstand oder elektrische Spannung.

Messprinzip

Widerstandsthermometer nutzen zur Messung der Temperatur den elektrischen Widerstand von Metallen. Diese werden häufig bei Temperaturen von -200 °C bis +850 °C eingesetzt. Insbesondere bei niedrigen Temperaturen werden Widerstandsthermometer bevorzugt, da ihre Genauigkeit höher ist als bei Thermoelementen. Thermoelemente nutzen zur Messung der Temperatur die elektrische Spannung aus einem Paar unterschiedlicher Metalle und werden bei hohen Temperaturen verwendet.

Messgenauigkeit bei Temperatursensoren

Bei Temperaturen bis +500°C werden Standard Temperatursensoren und bei Temperaturen ab +500°C werden spezielle Sensoren eingesetzt. Die Fühlerlänge sollte entsprechend der maximalen Eintauchtiefe berücksichtigt werden, da Messfehler durch die Wärmeübertragung entlang des Schutzrohrs verursacht werden können. Für eine genaue Messung sollte die Eintauchtiefe des Fühlers nicht kleiner als 10 mal des Außendurchmessers sein. Die Fließgeschwindigkeit des Mediums in der sich der Fühler befindet ist ebenfalls ein Faktor der die Messempfindlichkeit beeinflusst. Im Allgemeinen sollte R/T senkrecht zur Strömungsrichtung sein.

Bauformen

Je nach Anwendung und Anforderung an die Montage sind Temperatursensoren in unterschiedlichen Bauformen erhältlich. Bei einem Tauchfühler ist der Sensor mit einer Tauchhülse ummantelt. Der Fühler wird in das zu messende Medium Gas oder Flüssigkeit eingetaucht.

Bajonettfühler

Bajonettfühler sind mit einem Bajonettverschluss und einer Druckfeder ausgestattet. Mit diesem Befestigungssystem kann der Fühler schnell verbaut, und bei einem Defekt schnell getauscht werden. Mit der Druckfeder wird die Einbaulänge eingestellt. Bajonettfühler werden zum Beispiel in Werkzeugen oder Spritzgussmaschinen verwendet.

Oberflächenfühler

Oberflächenfühler sind mit einem flachen Sensorkopf ausgestattet welcher mittels Schraubmontage auf einer Oberfläche befestigt wird. Diese Fühler werden eingesetzt um zum Beispiel die Temperatur von Flächen oder Gehäusewänden zu messen.

Gewindefühler

Bei einem Gewindefühler ist der Sensorkopf mit einem Gewinde für die Befestigung ausgestattet. Mit dieser Befestigungsart wird der Sensor zum Beispiel an der Außenseite eines Gehäuses befestigt, um die Temperatur im Innenraum zu messen.

Winkelfühler

Bei einem Winkelfühler ist der Sensorkopf im 90° Winkel zur Befestigungsvorrichtung angeordnet. Ähnlich wie bei einem Gewindefühler wird dieser an der Außenseite eines Gehäuses befestigt, um die Temperatur im Innenraum zu messen. Durch die Anordnung im 90° Winkel kann dieser Temperaturühler sehr flach verbaut werden. Die Befestigung erfolgt mittels Schraubmontage.

Magnetfühler

Bei einem Magnetfühler ist der Sensorkopf magnetisch. Dies bietet den Vorteil den Sensor an metallischen Oberflächen zu befestigen, ohne diese durch Bohrungen für eine Schraubmontage zu bearbeiten. Des Weiteren kann der Sensor mit Magnetbefestigung auch nur zeitweise oder an unterschiedlichen Stellen angebracht werden.

Rohranlegefühler

Der Sensorkopf von Rohranlegefühlern ist mit einer Schraubschelle ausgestattet und wird mittels dieser an Rohren oder Stangen befestigt.

Anwendungsbereiche

Temperatursensoren werden bei einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Insbesondere im industriellen Bereich werden diese zur Steuerung von Prozessen wie etwa die Steuerung von Öfen oder zur Steuerung der Raumtemperatur wie etwa in Kühlräumen verwendet. Hierbei wird der gemessene Temperaturwert vom Fühler an eine Temperatursteuerung übertragen welche die Anlage steuert. Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Überwachung von Maschinen um diese vor Beschädigung durch Überhitzung zu schützen. Ebenso werden in Produktionsprozessen Materialien welche eine bestimmte Temperatur haben sollen mit einem Temperatursensoren gemessen und die Temperatur entsprechend geregelt. Etwa bei Spritzgussmaschinen für die Formung von Kunststoffteilen wird das Kunststofgranulat auf den entsprechenden Sollwert erhitzt um zu verflüssigen und anschließend in das Formwerkzeug gepresst. Bei dem Thermoformen hingegen wird das zu formende Material erhitzt und mit Hilfe von Druckluft oder Vakuum auf eine Form gezogen. Auch hierbei wird die Temperatur des Formmaterial mittels eines Temperatursensorens überwacht.